Estudio de la dependencia con la temperatura de la cámara PTW microlion

Transcripción

1 Trabajo de Fin de Grado: Estudio de la dependencia con la temperatura de la cámara PTW microlion Dirigido por: Faustino Gómez Rodríguez Universidade de Santiago de Compostela Facultade de Física

2 Índice Introducción 1 Introducción

3 Índice Introducción 1 Introducción

4 Introducción En el presente trabajo trataremos de... Establecer una corrección por magnitudes de influencia para una cámara de ionización ĺıquida. M Q = K T (M M fuga ) Comparar los resultados experimentales con la predicción de la teoría de Onsager. Para ello,

5 Cámara de ionización ĺıquida microlion (a) Dimensiones de la cámara microlion (b) Proceso físico Características: Volumen sensible mm 3 Distancia entre electrodos mm (± 5 %) Diámetro mm Medio sensible - Isooctano

6 Índice Introducción 1 Introducción

7 Modelo teórico Recombinación inicial El electrón ionizado termaliza cerca del ion del que proviene, está sometido al campo coulombiano del ión (Onsager, 1938). La probabilidad de que se recombine depende tanto de T como del E en el medio. G fi pares ion-electrón que escapan de la recombinación inicial por cada 100 ev de energía absorbida.

8 Modelo teórico Dependencia con T de la G fi : ( e 2 G fi = N tot exp 4πɛkTr ) ( 1 + V h e 3 ) 8πɛ(kT ) 2 donde, r 0 Radio de Onsager. r Distancia de termalización (168 ± 6) Å. T Temperatura de referencia. V /h Campo eléctrico aplicado en el medio sensible. ɛ Constante dieléctrica del medio. k Constante de Boltzmann. e Carga del electrón. N tot N o total de pares ión-electrón antes de la recombinación inicial.

9 Introducción Modelo teórico - Pendiente Expansión a primer orden, G fi = G fi (T 0 )[1 + m(t T 0 ) +... ] m Derivada primera respecto a T m = r [ 0 V rt 0 h er 0 kt 2 0 ] [ 1 + V h er 0 2kT 0 ] 1

10 Índice Introducción 1 Introducción

11 Introducción Medidas en laboratorio Módulo Peltier cámara microlion b Bloque aluminio Haz de radiación Aislante térmico Pt-100 sensor Figura : Montaje experimental ideado para realizar medidas en 60 Co y rayos X (50 kv)

12 Introducción Medidas en laboratorio Se fijan los parámetros del experimento: Voltaje de polarización de la cámara ( ) V Temperatura de la cámara Magnitudes medidas: Fuga (integración) (M fuga ) Carga (integración) (M)

13 Introducción Representación de los datos Representaremos la señal M frente a T, donde: M = M - M fuga T referenciada a K Obtendremos una relación lineal Pendiente de ajuste m

14 Índice Introducción 1 Introducción

15 en 60 Co Signal (pa) Signal (pa) T (K) (a) 600V Relative signal Signal (pa) T (K) (b) 800V 600 V 800 V 1000 V T (K) (c) 1000V T (K) (d) Total

16 en rayos X (50 kv) Signal (pa) Signal (pa) Signal (pa) T (K) (e) 600V T (K) (g) 1000V Relative signal T (K) (f) 800V 600 V 800 V 1000 V T (K) (h) Total

17 Introducción Cuadro : Modelo teórico VS. experimentales 10 2 m exp (K 1 ) E (V m 1 ) 10 2 m teo (K 1 ) 60 Co Rayos-X 50 kv 2, (233) (44) (36) 2, (235) (49) (37) 1, (236) (52) (43)

18 Cálculo de r - Análisis complementario Figura : Distancias de termalización obtenidas de los valores experimentales (a) 60 Co (b) Rayos-X 50 kv r (Å) 170 r (Å) V pol (V) V pol (V) r exp = r [ 0 m + er 0 T 0 kt0 2 ( h V + er )] 1 0 2kT 0

19 Índice Introducción 1 Introducción

20 Introducción Relación lineal de señal con temperatura, que depende de V. 1 K T (800 V)= 1,0024 K 1 Cobalto 1 1,0020 K 1 Rayos X 50 kv Congruencia limitada con el modelo de Onsager. Limitaciones de la hipótesis de la ionización aislada.

21 Introducción Fin

22 Introducción Cálculo de r - Análisis complementario Cuadro : Distancia de termalización a partir de los datos experimentales. r exp (Å) V 60 Co Rayos-X ,6(2,9) 176,2(3,3) ,9(2,7) 170,0(2,9) ,2(2,5) 161,0(2,5)

23 Introducción Medida indirecta de LET Recombinación inicial en LIC s depende del LET de la radiación. LIC s como instrumendo de medida (indirecta) del LET Procedimiento: T fija - V variable - Medimos I Representamos I vs. V

24 Introducción - Estudio del LET Signal (nc) 3 2 Signal (pa) Vpol (V) (c) 60 Co Figura : Curvas IV. Vpol(V) (d) Rayos-X